Question

【題目】在體積為2L的恒容密閉容器中，充入2molCO2和6molH2，一定條件下反應(yīng)：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖所示。

（1）0～9min內(nèi)，v(H2)=__mol·L1·min1。

（2）能說明上述反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是__(填編號)。

a．反應(yīng)中CO2與CH3OH的物質(zhì)的量濃度之比為1：1

b．混合氣體的密度不隨時間的變化而變化

c．單位時間內(nèi)消耗3 mol H2，同時生成1 mol H2O

d．CO2的體積分數(shù)在混合氣體中保持不變

e．混合氣體的壓強不隨時間的變化而變化

（3）平衡時H2的轉(zhuǎn)化率為___。

（4）平衡時混合氣體中H2O(g)的體積分數(shù)是__。

（5）一定溫度下，第9分鐘時v正(CH3OH)__(填“大于”、“小于”或“等于”)第3分鐘時v逆 (CH3OH)。

Answer 1

【答案】0.25 de 75% 30% 大于

【解析】

(1)可先求出0～9min內(nèi)v(CO2)，然后利用速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，求出v(H2)。

(2)a．反應(yīng)中CO2與CH3OH的物質(zhì)的量濃度之比為1：1，不能確定反應(yīng)是否達平衡狀態(tài)；

b．反應(yīng)前后混合氣的質(zhì)量不變，體積不變，則混合氣體的密度始終不變；

c．單位時間內(nèi)消耗3 mol H2，同時生成1 mol H2O，此關(guān)系適合于反應(yīng)進行中的任意階段；

d．CO2的體積分數(shù)在混合氣體中保持不變，表明反應(yīng)達平衡狀態(tài)；

e．平衡前，混合氣體的壓強隨時間的變化而變化，只有平衡時壓強才不發(fā)生改變。

(3)利用三段式，可求出H2的變化量，從而求出平衡時H2的轉(zhuǎn)化率。

(4) 利用三段式，可求出H2O的變化量，也就是平衡量，從而求出平衡時混合氣體中H2O(g)的體積分數(shù)。

(5)隨著反應(yīng)的進行，正反應(yīng)速率不斷減小，逆反應(yīng)速率不斷增大，但平衡前，正反應(yīng)速率始終大于逆反應(yīng)速率。

(1)0～9min內(nèi)v(CO2)==mol·L1·min1，v(H2)=3v(CO2)= 0.25mol·L1·min1。答案為：0.25；

(2)a．反應(yīng)中CO2與CH3OH的物質(zhì)的量濃度之比為1：1，不能確定反應(yīng)是否達平衡狀態(tài)，a不合題意；

b．反應(yīng)前后混合氣的質(zhì)量不變，體積不變，則混合氣體的密度始終不變，所以密度不變時反應(yīng)不一定達平衡狀態(tài)，b不合題意；

c．單位時間內(nèi)消耗3 mol H2，同時生成1 mol H2O，此關(guān)系適合于反應(yīng)進行中的任意階段，所以不一定達平衡狀態(tài)，c不合題意；

d．CO2的體積分數(shù)在混合氣體中保持不變，表明反應(yīng)達平衡狀態(tài)，d符合題意；

e．平衡前，混合氣體的壓強隨時間的變化而變化，只有平衡時壓強才不發(fā)生改變，e符合題意。答案為：de；

(3)

平衡時H2的轉(zhuǎn)化率為=75%。答案為：75%；

(4)平衡時混合氣體中H2O(g)的體積分數(shù)為=30%。答案為：30%；

(5)隨著反應(yīng)的進行，正反應(yīng)速率不斷減小，逆反應(yīng)速率不斷增大，但平衡前，正反應(yīng)速率始終大于逆反應(yīng)速率。由一定溫度下，第9分鐘時v正(CH3OH)大于第3分鐘時v逆 (CH3OH)。答案為：大于。